7常规使用

在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐,常用的食品级磷酸盐的品种有三十多种,磷酸钠盐是中国食品磷酸盐的主要消费种类,随着食品加工技术的发展,磷酸钾盐的消费量也在逐年上升。

为充分发挥各种磷酸盐以及磷酸盐与其他添加剂之间的协同增效作用,满足食品加工技术的发展需求,在实际应用中常常使用各种复配型磷酸盐作为食品配料和功能添加剂,复配型磷酸盐的研究与开发日益成为磷酸盐类食品添加剂开发与应用的发展方向。

8原材料

磷是人体所必需的重要的矿物质元素,人体摄入磷的主要来源为天然食物或食品磷酸盐添加剂,磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一。由于磷酸盐能改善或赋予食品一系列优异性能,因此早在一百多年前就开始应用于食品加工中,而大量使用则在二十世纪七十年以后。目前,磷酸盐是应用最广泛、用量较大的食品添加剂门类之一,作为重要的食品配料和功能添加剂广泛应用于肉制品、禽肉制品、海产品、水果、蔬菜、乳制品、焙烤制品、饮料、土豆制品、调味料、方便食品等的加工过程中。

根据美国食品化学药典(FCC)磷酸盐在食品工业中的功能可分为15类:

酸味剂:磷酸

抗结块剂:磷酸钙

抗氧化剂:次磷酸钙 4、缓冲剂磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾磷酸氢二钾酸式焦磷酸钠磷酸二氢钠磷酸氢二钠磷酸钠焦磷酸钠

面团改良剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钙、磷酸氢钙

乳化剂磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸铝钠(碱性)、偏磷酸钠(不溶性)、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、聚磷酸钠(玻璃质)、焦磷酸钠

硬化剂:磷酸二氢钙

保湿剂:聚偏磷酸钾

发酵剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠(酸性)10、营养剂:磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸铁焦磷酸铁、磷酸氢镁、磷酸镁、次磷酸锰、焦磷酸铁钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠

防腐剂:次磷酸钠。 12、螯合剂:磷酸二氢钙、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、偏磷酸钠(不溶性),聚磷酸钠(玻璃状)。13、改良淀粉添加剂:三偏焦磷酸、磷酸二氢钾。14、组织改良剂:焦磷酸钾、三聚磷酸钾、偏磷酸钠(不溶性)、磷酸氢二钠(玻璃质)、三聚磷酸钠。15、发酵食品:磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾。由上可看出:磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点,一是品质改良剂,二是营养强化剂。

磷酸盐在食品加工工程的作用及机理,国外发表的论著一千余篇,现将其主要作用归纳如下:

金属离子的封闭作用:聚磷酸盐能与溶液 中的金属离子Ca2+ 、Mg2+ 、Cu2+ 、Fe2+ 、等螯合,生成可溶性螯合物,从而降低硬度,防止金属离子Cu2+ 、Fe2+ 等起催化作用,与水和蔬菜、水果果皮中的Cu2+ 螯合,使其很快软化,缩短蒸煮时间和提高果胶等提取率。 特别是水果蔬菜罐头溶液中存在Cu2+ 、Fe2+等离子时,能促进维生素C的分解和色素褪色、变色、可防止肉类、禽类、鱼类腐败,以延长食品储存期限。同时磷酸盐还能阻止罐头中漂白剂过氧化氢的分解,从而提高漂白效果,并能除去金属离子中的臭味。聚磷酸盐可防止防止或延缓不饱和脂肪的氧化。抑制微生物生长,因而起防腐抑菌作用。

乳化分散作用:聚磷酸盐具有使水中难溶物质分散或现成稳定悬浮体的

作用于,以防止悬浮液的附着、凝聚,如脂肪及蛋白质的乳化作用等。由于聚磷酸盐能使蛋白质的水溶胶质在脂肪球上现成一种胶膜,从而使脂肪更有效地分散在水中,因此广泛用于淀粉的磷酸化处理,色素的分散,乳化食品(干酪、乳制品、冰淇淋、色拉、调味汁等),以及用作香肠、肉末的分散稳定剂

缓冲作用:无论正磷酸盐或磷酸盐,均为强缓冲剂,可有效的将介质中的液相稳定在一定PH值范围内,因此广泛的用作为食品调节剂,适当选择其Me2O/P2O5之比或聚合度,可在广泛规定的PH范围内起强的缓冲作用,以控制和保持稳定的PH变化范围,可使食品味道更鲜美。

蛋白作用:磷酸盐对蛋白质,胶 球蛋白具有增强作用,因此可增加肉制品的水合性和保水性,提高水的浸透性,促进食品的软化和改善食品的质量,保持食品的优良风味,同时磷酸盐在奶制品中能防止牛奶加热时的凝集,防止奶蛋白与脂肪水分的分离。

肉是动物的肌肉组织,它的的由称作肌动球蛋白的蛋白质复合体组成的纤维组织肌动球蛋白是由肌动蛋白和肌球蛋白组成,在总蛋白质中,肌动蛋白约占13%,肌球蛋白约占38%,在PH=4.7处有一等电点。动物一旦死亡,新陈代谢即停止,肌肉的PH很快从4.7增至5.4-5.8。而PH值为5.5左右时,其保水性最低。提高或降低其PH值都可提高其保水性。加入磷酸氢二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠或三聚磷酸钠均可使肉的PH值提高,从而提高其保水性。

肌肉蛋白是一种对钙、镁离子亲和力极强的负电荷蛋白质。聚磷盐能与球蛋白中结合的钙、镁离子螯合,肌肉蛋白质的网状结构被破坏,包在结构中的可与水结合的极性基团被释放出来,因此可提高其保水性。

加入聚磷酸盐可增加肉中蛋白质周围的离子强度,从而使肉的肌球蛋白的溶解性增加而成溶状态,使肉的保水性增。

聚磷酸盐可解离,促进蛋白中的肌动球蛋白转化为肌动蛋白和肌球蛋白,而肌球蛋白能增加其保水性。

此外,由于聚磷酸盐对金属离子的吸附和螯合作用,使不溶晶体的晶型改变,使无结晶晶核存在。如在鱼类罐头中加入磷酸铵镁(MgNH4PO4H2O),可防止晶花生成。

9典型应用

磷酸盐在耐火材料中的应用

磷酸盐在耐火材料中用作结合剂。磷酸盐结合剂是以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的耐火材料结合剂。磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。磷酸与碱金属碱土金属氧化物及其氢氧化物反应制成的结合剂多数为气硬性结合剂,即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及氢氧化物或酸性氧化物反应制成的结合剂多数为热硬性结合剂,即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度,所以被广泛用作不定形耐火材料和不烧耐火材料的结合剂。

磷酸盐在食品加工过程中的应用十分普遍,效果显著,现将典型实例列于下表中:

磷酸盐在食品加工过程中的应用、功效及用量

10安全问题

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磷酸盐作为食品添加剂的食用安全性,是人们普遍关注的问题,国外许多科学工作者进行了大量关于磷酸盐毒理学研究之后, 确定食品磷酸盐为列毒安全性高的添加剂,其主要指标于表1和表2

联合国粮农组织世界卫生组织1970年专门委员会的安全评价为,成人每天允许摄入量为1.4—1.5克P2O5,1973年FAO/WHO公布的有关磷酸盐的12个品种,其添加剂量为每日允许摄入量0—70mg/KG 体重,而1985年食品添加剂专业委员会,研究了饮食中影响磷酸盐毒性反应的各种因素,例如:在饮食中磷的总水平,钙和其它矿物质的存在,取磷酸盐水解成短链取磷酸盐或亚磷酸盐的程度等。为此专家委员会推荐饮食中总磷的无条件接受量为<30毫克/千克体重,有条件接受用量为30—70毫克/千克体重。

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